本发明涉及移动通信技术领域，尤其是涉及一种机械开关及应用该机械开关的宽窄波束可切换天线。
背景技术：
基站天线是无线通信的必备设备，起到能量转换的作用，即馈线中的高频电流能量转换为自由空间的电磁波发射出去(发射天线)或反之亦可(接收天线)。
在实际应用过程中，根据网络的覆盖要求、话务量分布、抗干扰要求和网络服务质量等实际情况的不同，天线的选型也将发生变化。天线类型的选择与地形、地物以及话务量分布等紧密相关，所以在某种特殊的需求下，如车站、机场等场所，人流量变化比较频繁，固定波束宽度的基站天线无法自适应的完成网络优化覆盖，而人为更换不同波束宽度的天线所带来的成本极其昂贵，因而一种宽窄波束宽度可切换的一体化基站天线将迫切需要，而一种能让天线工作状态在窄波束和宽波束之间切换的开关，将能带来大大的便利。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种机械开关及应用该机械开关的宽窄波束可切换天线，可实现天线的工作状态在窄波束和宽波束之间的随意切换。
本发明的第一方面提供一种机械开关，包括pcb线路板，所述pcb线路板的第一面设有第一线路和第二线路，所述第一线路包括沿pcb线路板的纵向间隔排列的第一支路和第二支路；所述pcb线路板在位于所述第二线路的位置安装有pcb指针滑块，所述pcb指针滑块可以所述第二线路为支点从所述第一支路上转动到所述第二支路上或从所述第二支路上转动到所述第一支路上；所述pcb指针滑块的靠近所述pcb线路板的一面设有耦合线路，所述耦合线路的第一端与所述第二线路之间耦合连接，当pcb指针滑块转动到所述第一支路上时，耦合线路的第二端与第一支路之间耦合连接，从而第一支路与第二线路连通，当pcb指针滑块转动到所述第二支路上时，耦合线路的第二端与第二支路之间耦合连接，从而第二支路与第二线路连通。
进一步地，所述第二线路的第一端的位置安装有连接件，所述连接件上安装有所述pcb指针滑块，pcb指针滑块可围绕所述连接件转动；所述耦合线路的第一端端部与所述第二线路的第一端端部重叠，耦合线路的第一端与第二线路的第一端耦合连接。
进一步地，所述pcb指针滑块具有连接端和转动端，所述连接端安装到所述连接件，所述转动端伸出所述pcb线路板的靠近所述第一线路的一侧之外并安装有拉杆，所述拉杆平行于所述pcb线路板。
进一步地，所述第二线路呈l状，包括沿所述pcb线路板的纵向延伸的水平支路以及与水平支路的第一端连接的垂直支路，所述连接件安装到所述pcb线路板的位于所述垂直支路的第一端的位置；所述耦合线路的第一端端部与所述第二线路的垂直支路的第一端端部重叠，耦合线路的第一端与垂直支路的第一端耦合连接。
进一步地，所述垂直支路靠近所述第一线路，且垂直支路的轴线位于所述第一支路与第二支路之间。
进一步地，所述第一支路和第二支路的结构相同，第一支路的内端和第二支路的内端相邻，且均朝向所述第二线路的垂直支路弯折。
进一步地，所述pcb指针滑块可从所述第一支路的内端上转动到所述第二支路的内端上或从所述第二支路的内端上转动到所述第一支路的内端上；当pcb指针滑块转动到所述第一支路的内端上时，所述耦合线路的第二端端部与第一支路的内端端部重叠，耦合线路的第二端与第一支路的内端耦合连接，当pcb指针滑块转动到所述第二支路的内端上时，所述耦合线路的第二端端部与第二支路的内端端部重叠，耦合线路的第二端与第二支路的内端耦合连接。
进一步地，当pcb指针滑块转动到所述第一支路的内端上或者所述第二支路的内端上时，所述机械开关为工作模式，当pcb指针滑块转动到所述第一支路与所述第二支路之间时，所述机械开关为非工作模式。
本发明的第二方面提供一种宽窄波束可切换天线，包括反射板、安装到反射板正面的两个机械开关以及安装到反射板背面的移相器部件，所述两个机械开关关于反射板正面的纵向轴线对称，所述移相器部件分别与两个机械开关连接；所述机械开关包括pcb线路板，所述pcb线路板的第一面设有第一线路和第二线路，所述第一线路包括沿pcb线路板的纵向间隔排列的第一支路和第二支路；所述pcb线路板在位于所述第二线路的位置安装有pcb指针滑块，所述pcb指针滑块可以所述第二线路为支点从所述第一支路上转动到所述第二支路上或从所述第二支路上转动到所述第一支路上；所述pcb指针滑块的靠近所述pcb线路板的一面设有耦合线路，所述耦合线路的第一端与所述第二线路之间耦合连接，当pcb指针滑块转动到所述第一支路上时，耦合线路的第二端与第一支路之间耦合连接，从而第一支路与第二线路连通，当pcb指针滑块转动到所述第二支路上时，耦合线路的第二端与第二支路之间耦合连接，从而第二支路与第二线路连通。
进一步地，还包括安装到反射板正面的n个第一辐射单元和m个第二辐射单元，所述m个第二辐射单元和n个第一辐射单元沿反射板的纵向依次间隔排列，所述两个机械开关位于相邻的第二辐射单元和第一辐射单元之间；所述移相器部件具有一个输入端口、一个第一输出端口以及多个第二输出端口；其中一个机械开关的第一支路、第二线路分别与移相器部件的第一输出端口、m个第二辐射单元连接，另外一个机械开关的第一支路、第二线路分别与移相器部件的输入端口、安装到反射板一侧的射频输出端口连接；所述两个机械开关的第二支路之间相互连接；所述n个第一辐射单元分别与所述移相器部件的多个第二输出端口连接；所述n、m均为大于等于1的正整数。
本发明的机械开关可实现宽窄波束可切换天线的工作状态在窄波束和宽波束之间的随意切换，并且天线的窄波束工作状态和宽波束工作状态的射频信号可通过天线的同一个射频输出端口输出，简化了天线的结构，降低了装配难度，提高了生产效率，降低了成本。
【附图说明】
图1为本发明一实施例提供的一种机械开关的结构示意图；
图2是图1所示机械开关的分解示意图；
图3是图1所示机械开关的pcb指针滑块转动到第一支路的第一端以及转动到第二支路的第一端的状态示意图；
图4为应用图1所示的机械开关的宽窄波束可切换天线的结构示意图；
图5是图4所示宽窄波束可切换天线的正面的局部示意图；
图6是图4所示宽窄波束可切换天线的背面的局部示意图；
图7是图4所示宽窄波束可切换天线的两个机械开关与移相器部件连接的示意图；
图8是图4所示的宽窄波束可切换天线的电气原理图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图1，本发明提供的一种机械开关100，包括呈矩形状的pcb线路板10。pcb线路板10的正面(第一面)的纵向两侧分别设有第一线路11和第二线路12。第一线路11包括沿pcb线路板10的纵向间隔排列的第一支路111和第二支路112。pcb线路板10的背面(第二面)设有接地层(图中未示出)用于接地。pcb线路板10在位于第二线路12的位置安装有条状的pcb指针滑块14，pcb指针滑块14可以第二线路12为支点从第一支路111上转动到第二支路112上或从第二支路112上转动到第一支路111上。pcb指针滑块14的靠近pcb线路板10的一面设有耦合线路15，耦合线路15的第一端15a与第二线路12之间耦合连接。当pcb指针滑块14转动到第一支路111上时，耦合线路15的第二端15b与第一支路111之间耦合连接，从而第一支路111与第二线路12连通，在机械开关100实际应用到天线中时可实现天线的窄波束工作状态。当pcb指针滑块14转动到第二支路112上时，耦合线路15的第二端15b与第二支路112之间耦合连接，从而第二支路112与第二线路12连通，在机械开关100实际应用到天线中时可实现天线的宽波束工作状态。通过本发明的机械开关可实现天线的工作状态在窄波束和宽波束之间的随意切换。本说明书中将pcb线路板10设置第一线路11、第二线路12的第一面定义为正面，设置接地层的第二面定义为背面。
下面对本发明的结构及原理进行详细的描述。
请再参考图1和图2，本实施例中，具体的，第一支路111和第二支路112的结构相同。第一支路111的内端111a与第二支路112的内端112a相邻，第一支路111的外端111b、第二支路112的外端112b分别用于与同轴电缆(如图1中的标号20)连接。第二线路12呈l状，包括沿pcb线路板10的纵向延伸的水平支路121以及与水平支路121的第一端连接的垂直支路122。垂直支路122靠近第一线路11，且垂直支路122的轴线位于第一支路111与第二支路112之间。水平支路121的第二端121b用于与同轴电缆连接。pcb线路板10的在对应的第一支路111的外端111b、第二支路112的外端112b、水平支路121的第二端121b的位置分别设有凹口101，凹口101用于容纳对应的同轴电缆的端部，方便安装同轴电缆。同轴电缆在实际安装时，同轴电缆的外导体焊接到pcb线路板10的接地层，同轴电缆的内导体焊接到对应的线路的端部。第一支路111的内端111a与第二支路112的内端112a分别朝向第二线路12的垂直支路122弯折。
第二线路12的垂直支路122的第一端122a的位置安装有连接件13，连接件13上安装有所述pcb指针滑块14，pcb指针滑块14可围绕连接件13转动，从而实现从第一支路111上转动到第二支路112上或从第二支路112上转动到第一支路111上。连接件13优选为一r型塑料铆钉。
pcb指针滑块14具有连接端14a和转动端14b。连接端14a安装到连接件13，pcb线路板14、第二线路12的垂直支路122的第一端122a以及pcb指针滑块14的连接端14a、耦合线路15的第一端15a具有供安装连接件13的通孔。转动端14b伸出pcb线路板10的靠近第一线路11的一侧之外并通过安装件141安装有拉杆16。拉杆16平行于pcb线路板10，拉杆16可在外力作用下沿pcb线路板10的纵向方向移动，即拉动拉杆16，可实现pcb指针滑块14围绕连接件13从第一支路111上转动到第二支路112上或从第二支路112上转动到第一支路111上。
本实施例中，pcb指针滑块14可从第一支路111的内端111a上转动到第二支路112的内端112a上或从第二支路112的内端112a上转动到第一支路111的内端11a上。
耦合线路15的第一端端部与第二线路12的垂直支路122的第一端端部重叠，耦合线路15的第一端15a与垂直支路122的第一端122a耦合连接，从而实现耦合线路15的第一端15a与第二线路12之间的耦合连接。结合图3所示，当通过拉杆16带动pcb指针滑块14围绕连接件13转动到第一支路111的内端111a上时，耦合线路15的第二端端部与第一支路111的内端端部重叠，耦合线路15的第二端15b与第一支路111的内端111a耦合连接，从而实现耦合线路15的第二端15b与第一支路111之间的耦合连接，从而实现第一支路111与第二线路12的连通。当pcb指针滑块14转动到第二支路112的内端112a上时，耦合线路15的第二端端部与第二支路112的内端端部重叠，耦合线路15的第二端15b与第二支路112的内端112a耦合连接，从而实现耦合线路15的第二端15b与第二支路112之间的耦合连接，从而实现第二支路112与第二线路12的连通。优选地，耦合线路15的第一端端部和垂直支路122的第一端端部均呈圆状，耦合线路15的第二端端部和第一支路111的内端端部、第二支路112的内端端部均呈矩形状。
当pcb指针滑块14转动到第一支路111的内端111a上或者第二支路112的内端112a上时，机械开关100为工作模式，可将pcb指针滑块14转动到第一支路111的内端111a上时的位置定义为“0”位置，将pcb指针滑块14转动到第二支路112的内端112a上时的位置定义为“1”位置。当pcb指针滑块14位于“0”位置时，第一支路111与第二线路12连通，即第一支路111工作，第二支路12不工作，当pcb指针滑块14位于“1”位置时，第二支路112与第二线路12连通，即第二支路112工作，第一支路111不工作。当pcb指针滑块14转动到第一支路111与第二支路112之间时，机械开关100为非工作模式，即第一支路111和第二支路112都不工作。
参考图4至图6，为应用本发明的机械开关100的宽窄波束可切换天线300的结构示意图。该宽窄波束可切换天线300包括反射板301、安装到反射板301正面的两个机械开关100、安装到反射板301背面的移相器部件200、安装到反射板301正面的n个第一辐射单元302以及安装到反射板301正面的m个第二辐射单元303。两个机械开关100关于反射板301正面的纵向轴线对称，移相器部件200位于两个机械开关100之间并分别与两个机械开关100连接。m个第二辐射单元303和n个第一辐射单元302沿反射板301的纵向依次间隔排列，两个机械开关100位于相邻的第二辐射单元303和第一辐射单元302之间。本实施例中，反射板301的正面具有两个安装腔，两个机械开关100分别安装到对应的安装腔。n、m均为大于等于1的正整数。
结合图7所示，移相器部件200具有一个输入端口205、一个第一输出端口201、多个第二输出端口202。其中一个机械开关100的第一支路111、第二线路12分别与移相器部件200的第一输出端口201、m个第二辐射单元303连接，另外一个机械开关100的第一支路111、第二线路12分别与移相器部件200的输入端口205、安装到反射板301一侧的射频输出端口304连接。两个机械开关100的第二支路112之间相互连接。n个第一辐射单元302分别与移相器部件200的多个第二输出端口202连接。
本实施例中，第一辐射单元302的数量为五个(即n＝5)，第二辐射单元303的数量为一个(即m＝1)，一个第二辐射单元303与五个第一辐射单元302沿反射板301的纵向依次间隔排列。第一辐射单元302和第二辐射单元303的结构相同。移相器部件200的第二输出端口202为五个。
具体的，请再结合图7所示，为便于描述，本发明将图7左侧的机械开关100定义为第一机械开关，图7右侧的机械开关100定义为第二机械开关。移相器部件200的一个输入端口205、一个第一输出端口201、五个第二输出端口202分布在移相器部件200的两侧。输入端口205靠近第二机械开关，第一输出端口201靠近第一机械开关。第一机械开关的第一支路111的外端111b与移相器部件200的第一输出端口201通过第一同轴电缆203连接。第二机械开关的第一支路111的外端111b与移相器部件200的输入端口205之间通过第二同轴电缆204连接。第一机械开关、第二机械开关的第二支路112的外端112b之间通过第三同轴电缆(图中未示出)连接。第一机械开关的第二线路12的第二端(即水平支路121的第二端121b)与第二辐射单元303通过第四同轴电缆连接(图上未示出)。第二机械开关的第二线路12的第二端(即水平支路121的第二端121b)与射频输出端口304通过第五同轴电缆连接(图上未示出)。五个第一辐射单元302分别通过第六同轴电缆(图上未示出)与移相器部件200的五个第二输出端口202连接。
在其他实施方式中，移相器部件具有一个输入端口205、一个第一输出端口201以及四个第二输出端口202，五个第一辐射单元302中，其中有两个第一辐射单元302并联后通过第六同轴电缆与其中一个第二输出端口202连接，剩下的三个第一辐射单元302分别与余下的三个第二输出端口202连接。
图8为本发明的宽窄波束可切换天线300的电气原理图。结合图8所示，将pcb指针滑块14转动到第一支路111的内端111a上时的位置定义为“0”位置，将pcb指针滑块14转动到第二支路112的内端112a上时的位置定义为“1”位置。当第一机械开关、第二机械开关的pcb指针滑块14都位于“0”位置时，第一机械开关、第二机械开关与移相器部件200连通，五个第一辐射单元302和一个第二辐射单元303都被激励，此时宽窄波束可切换天线300处于窄波束工作状态，适合无线信号需远距离传播的应用环境，通过移相器部件200可实现宽窄波束可切换天线300下倾角的电调，即此时的宽窄波束可切换天线300也为电调天线。当第一机械开关、第二机械开关的pcb指针滑块14都位于“1”位置时，第一机械开关、第二机械开关与移相器部件200没有连通，第一机械开关直接与第二机械开关连通，一个第二辐射单元303被激励，五个第一辐射单元302没有被激励，此时宽窄波束可切换天线300处于宽波束工作状态，适合无线信号需大范围覆盖的应用环境，即此时的宽窄波束可切换天线300也为固定倾角天线。
综上，通过机械开关100的作用，从而宽窄波束可切换天线300可在窄波束工作状态和宽波束工作状态之间随意切换，并且可通过同一个射频输出端口304输出，简化了宽窄波束可切换天线300的安装工序，降低了装配难度，提高了生产效率，降低了宽窄波束可切换天线300的成本。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。